| 研究課題/領域番号 |
22K19066
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
小林 裕一郎 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (10739676)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 環状高分子 / 超分子 / ポリロタキサン / シクロデキストリン / ポリエチレングリコール / ロタキサン / 末端連結 / 高分子 / 環状分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環状高分子は線状高分子とは異なる性質を示すことが知られており、幅広い分野への応用の可能性を有するにも関わらず、効率的合成法が確立されていないため、社会実装は実現されていない。本研究では、環状高分子合成において超分子という分子間が弱い相互作用により自己集合するという概念を導入することで、これまで困難であった高濃度での環状高分子合成法を開発することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
環状高分子は、線状高分子とは異なる物性を持っていることから注目されており、環状高分子由来の材料がどのような物性を見せるのか注目されている。環状高分子を得る手法には、環状モノマーにモノマーを挿入していく方法と、線状高分子の末端を分子内で結合する方法がある。線状高分子末端を連結する方法では、濃度が重要である。なぜなら、高濃度では分子間結合が分子内結合より優先されるため、環状高分子は一般に低濃度で合成される。そのため、環状高分子を高濃度で合成することは困難であった。本研究では、疑似ポリロタキサン(pPRxs)という複数の環状分子の空洞部を線状高分子が貫通した構造の超分子構造を使用して、高濃度の線状高分子水溶液から環状高分子を取得する新しい方法論を示します。具体的にはγシクロデキストリンという環状分子が2本鎖のポリエチレングリコール(PEG)とpPRxを形成するという特性を活かし、pPRx形成後に、線状高分子末端を連結することによって環状高分子を得ました。このpPRxを用いた我々の方法では、従来の環状高子合成の濃度よりも80倍以上濃い濃度で環状高分子を合成することができました。更に、線状高分子の末端をリンカーではなく、直接、しかも効率的に2量化するシンナモイル基を用いることで、その収率を3倍以上向上することにも成功しました。それによりリンカーを用いて連結した際には、PEGの分子量は400程度でしたが、シンナモイル基を用いた際には最大で4000まで環状高分子を高濃度で合成することが出来た。
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